HIT-OSLab LAB1 操作系统的引导
Linux
发布于:2023-7-11
最后更新: 2023-10-22
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2023/07/11/Booting-of-the-HIT-OSLab-LAB1-operating-system
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操作系统的引导
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Linux
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Linux
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Oct 22, 2023 01:31 PM
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Oct 22, 2023 01:31 PM

0 实验内容

此次实验的基本内容是：
  1. 阅读《Linux 内核完全注释》的第 6 章，对计算机和 Linux 0.11 的引导过程进行初步的了解；
  1. 按照下面的要求改写 0.11 的引导程序 bootsect.s
  1. 有兴趣同学可以做做进入保护模式前的设置程序 setup.s。
改写 bootsect.s 主要完成如下功能：
  1. bootsect.s 能在屏幕上打印一段提示信息“XXX is booting...”，其中 XXX 是你给自己的操作系统起的名字，例如 LZJos、Sunix 等（可以上论坛上秀秀谁的 OS 名字最帅，也可以显示一个特色 logo，以表示自己操作系统的与众不同。）
改写 setup.s 主要完成如下功能：
  1. bootsect.s 能完成 setup.s 的载入，并跳转到 setup.s 开始地址执行。而 setup.s 向屏幕输出一行"Now we are in SETUP"。
  1. setup.s 能获取至少一个基本的硬件参数（如内存参数、显卡参数、硬盘参数等），将其存放在内存的特定地址，并输出到屏幕上。
  1. setup.s 不再加载 Linux 内核，保持上述信息显示在屏幕上即可。

1 实验要求一

1.1 bootsect.s 代码编写

.globl begtext, begdata, begbss, endtext, enddata, endbss
.text
begtext:
.data
begdata:
.bss
begbss:
.text

SETUPLEN = 4				! nr of setup-sectors
BOOTSEG  = 0x07c0			! original address of boot-sector
INITSEG  = 0x9000			! we move boot here - out of the way
SETUPSEG = 0x9020			! setup starts here

entry _start
_start:
	mov	ax,#BOOTSEG
	mov	ds,ax
	mov	ax,#INITSEG
	mov	es,ax
	mov	cx,#256
	sub	si,si
	sub	di,di
	rep
	movw
	jmpi	go,INITSEG
go:	mov	ax,cs
	mov	ds,ax
	mov	es,ax

ok_load_setup:
! Print some inane message

	mov	ah,#0x03		! read cursor pos
	xor	bh,bh
	int	0x10
	
	mov	cx,#27
	mov	bx,#0x0007		! page 0, attribute 7 (normal)
	mov	bp,#msg1
	mov	ax,#0x1301		! write string, move cursor
	int	0x10

	jmpi	0,SETUPSEG

inf_loop:
	jmp inf_loop


msg1:
	.byte 13,10
	.ascii "FishOS is booting ..." !21
	.byte 13,10,13,10

	.org 510
boot_flag:
	.word 0xAA55

.text
endtext:
.data
enddata:
.bss
endbss:

1.2 执行测试

notion image

2 实验要求二

2.1 bootsect.s 代码编写

.globl begtext, begdata, begbss, endtext, enddata, endbss
.text
begtext:
.data
begdata:
.bss
begbss:
.text

SETUPLEN = 4				! nr of setup-sectors
BOOTSEG  = 0x07c0			! original address of boot-sector
INITSEG  = 0x9000			! we move boot here - out of the way
SETUPSEG = 0x9020			! setup starts here

entry _start
_start:
	mov	ax,#BOOTSEG
	mov	ds,ax
	mov	ax,#INITSEG
	mov	es,ax
	mov	cx,#256
	sub	si,si
	sub	di,di
	rep
	movw
	jmpi	go,INITSEG
go:	mov	ax,cs
	mov	ds,ax
	mov	es,ax
! load the setup-sectors directly after the bootblock.
! Note that 'es' is already set up.

load_setup:
	mov	dx,#0x0000		! drive 0, head 0
	mov	cx,#0x0002		! sector 2, track 0
	mov	bx,#0x0200		! address = 512, in INITSEG
	mov	ax,#0x0200+SETUPLEN	! service 2, nr of sectors
	int	0x13			! read it
	jnc	ok_load_setup		! ok - continue
	mov	dx,#0x0000
	mov	ax,#0x0000		! reset the diskette
	int	0x13
	j	load_setup

ok_load_setup:
! Print some inane message

	mov	ah,#0x03		! read cursor pos
	xor	bh,bh
	int	0x10
	
	mov	cx,#27
	mov	bx,#0x0007		! page 0, attribute 7 (normal)
	mov	bp,#msg1
	mov	ax,#0x1301		! write string, move cursor
	int	0x10

	jmpi	0,SETUPSEG

#inf_loop:
#	jmp inf_loop


msg1:
	.byte 13,10
	.ascii "FishOS is booting ..." !21
	.byte 13,10,13,10

	.org 510
boot_flag:
	.word 0xAA55

.text
endtext:
.data
enddata:
.bss
endbss:

2.2 setup.s 代码编写

INITSEG  = 0x9000	! we move boot here - out of the way
SETUPSEG = 0x9020	! this is the current segment

.globl begtext, begdata, begbss, endtext, enddata, endbss
.text
begtext:
.data
begdata:
.bss
begbss:
.text

entry start
start:

! ok, the read went well so we get current cursor position and save it for
! posterity.

	mov	ax,#INITSEG	! this is done in bootsect already, but...
	mov	ds,ax
	mov	ah,#0x03	! read cursor pos
	xor	bh,bh
	int	0x10		! save it in known place, con_init fetches
	mov	[0],dx		! it from 0x90000.
! Get memory size (extended mem, kB)

	mov	ah,#0x88
	int	0x15
	mov	[2],ax

! Get video-card data:

	mov	ah,#0x0f
	int	0x10
	mov	[4],bx		! bh = display page
	mov	[6],ax		! al = video mode, ah = window width

! check for EGA/VGA and some config parameters

	mov	ah,#0x12
	mov	bl,#0x10
	int	0x10
	mov	[8],ax
	mov	[10],bx
	mov	[12],cx

! Get hd0 data

	mov	ax,#0x0000
	mov	ds,ax
	lds	si,[4*0x41]
	mov	ax,#INITSEG
	mov	es,ax
	mov	di,#0x0080
	mov	cx,#0x10
	rep
	movsb

! Get hd1 data

	mov	ax,#0x0000
	mov	ds,ax
	lds	si,[4*0x46]
	mov	ax,#INITSEG
	mov	es,ax
	mov	di,#0x0090
	mov	cx,#0x10
	rep
	movsb

! 前面修改了ds寄存器，这里将其设置为0x9000
	mov ax,#INITSEG
	mov ds,ax
	mov ax,#SETUPSEG
	mov	es,ax  

print_msg:
	mov    ah,#0x03        
	xor    bh,bh
	int    0x10

	! 显示字符串“LZJos is running...”
	mov    cx,#25            ! 要显示的字符串长度
	mov    bx,#0x0007        ! page 0, attribute 7 (normal)
	mov    bp,#msg1
	mov    ax,#0x1301        ! write string, move cursor
	int    0x10


	mov    ah,#0x03        
	xor    bh,bh
	int    0x10
	mov    cx,#11            ! 要显示的字符串长度
	mov    bx,#0x0007        ! page 0, attribute 7 (normal)
	mov    bp,#cur_msg
	mov    ax,#0x1301        ! write string, move cursor
	int    0x10
	mov bp,[0]
	call print_hex
	call print_nl

	! Memory SIZE:
	mov    ah,#0x03
	xor    bh,bh
	int    0x10
	mov    cx,#12            ! 要显示的字符串长度
	mov    bx,#0x0007        ! page 0, attribute 7 (normal)
	mov    bp,#mem_msg
	mov    ax,#0x1301        ! write string, move cursor
	int    0x10
	mov bp,[2]
	call print_hex
	

	mov    ah,#0x03        
	xor    bh,bh
	int    0x10
	mov    cx,#25           ! 要显示的字符串长度
	mov    bx,#0x0007        ! page 0, attribute 7 (normal)
	mov    bp,#cyl_msg
	mov    ax,#0x1301        ! write string, move cursor
	int    0x10
	mov bp,[0x0080]
	call print_hex
	call print_nl

	mov    ah,#0x03        
	xor    bh,bh
	int    0x10
	mov    cx,#6           ! 要显示的字符串长度
	mov    bx,#0x0007        ! page 0, attribute 7 (normal)
	mov    bp,#head_msg
	mov    ax,#0x1301        ! write string, move cursor
	int    0x10

！显示 具体信息
	mov ax,[0x80+0x02]
	call print_hex
	call print_nl

	
！显示 提示信息
	mov    ah,#0x03        
	xor    bh,bh
	int    0x10
	mov	ah,#0x03		! read cursor pos
	xor	bh,bh
	int	0x10
	mov	cx,#8
	mov	bx,#0x0007		! page 0, attribute c 
	mov	bp,#sect_msg
	mov	ax,#0x1301		! write string, move cursor
	int	0x10

！显示 具体信息
	mov ax,[0x80+0x0e]
	call print_hex
	call print_nl


inf_loop:
	jmp    inf_loop        ! 后面都不是正经代码了，得往回跳呀
	! msg1处放置字符串


!以16进制方式打印栈顶的16位数
print_hex:
	mov    cx,#4         ! 4个十六进制数字
	mov    dx,bp     ! 将(bp)所指的值放入dx中，如果bp是指向栈顶的话
print_digit:
	rol    dx,#4        ! 循环以使低4比特用上 !! 取dx的高4比特移到低4比特处。
	mov    ax,#0xe0f     ! ah = 请求的功能值，al = 半字节(4个比特)掩码。
	and    al,dl         ! 取dl的低4比特值。
	add    al,#0x30     ! 给al数字加上十六进制0x30
	cmp    al,#0x3a
	jl    outp          !是一个不大于十的数字
	add    al,#0x07      !是a～f，要多加7
outp: 
	int    0x10
	loop    print_digit
	ret

!打印回车换行
print_nl:
	mov    ax,#0xe0d     ! CR
	int    0x10
	mov    al,#0xa     ! LF
	int    0x10
	ret

msg1:
	.byte 13,10            ! 换行+回车
	.ascii "Now we are in SETUP"
	.byte 13,10,13,10
	call print_nl

cur_msg:
	.ascii "Cursor POS:"

mem_msg:
	.ascii "Memory SIZE:"

cyl_msg:
	.ascii "KB"
	.byte 13,10,13,10
	.ascii "HD Info"
	.byte 13,10
	.ascii "Cylinders:"

head_msg:
	.ascii "Heads:"

sect_msg:
	.ascii "Sectors:"

	
.text
endtext:
.data
enddata:
.bss
endbss:

2.3 运行测试

notion image

参考资料

GitHub - hoverwinter/HIT-OSLab: S - 哈工大《操作系统》实验
S - 哈工大《操作系统》实验. Contribute to hoverwinter/HIT-OSLab development by creating an account on GitHub.
GitHub - hoverwinter/HIT-OSLab: S - 哈工大《操作系统》实验
https://github.com/hoverwinter/HIT-OSLab/tree/master
GitHub - hoverwinter/HIT-OSLab: S - 哈工大《操作系统》实验
 
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